(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空処理室と、処理対象物を載置するためのステージと、該真空処理室と該処理対象物とを加熱するために該処理対象物の裏面に載置された加熱手段と、該真空処理室の上部開口部を形成する側壁の上面に固定して設置される光透過性隔壁と、該真空処理室の外部に光照射装置とを有する真空処理装置であって、該光透過性隔壁の下面縁部と該光透過性隔壁が設置される該真空処理室の側壁上面との間に設けられた樹脂製のシール部材と、該シール部材と該光透過性隔壁との間又は該シール部材の表面に設けられた光エネルギー遮断部材とを備え、該処理対象物と該光透過性隔壁との間に、該光透過性隔壁及び光照射装置への該加熱手段からの熱の伝達を遮断する遮断盤を備えていることを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
前記遮断盤に開口が設けられていることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記光照射装置が、紫外線照射装置であることを特徴とする請求項１又は２記載の真空処理装置。
【請求項４】
前記光エネルギー遮断部材が、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ａｓ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ａｃ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ、Ｂｋ、Ｃｆ、Ｅｓ、Ｆｍ、Ｍｄ、Ｎｏ、及びＬｒから選ばれた金属の少なくとも１種、並びにこれら金属の少なくとも２種からなる合金から選ばれた少なくとも１種、並びにこれら金属の酸化物、窒化物、及びフッ化物から選ばれた化合物の少なくとも１種から構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の真空処理装置。
【請求項５】
真空処理室内に載置された、表面に膜が形成された処理対象物を、該真空処理室と該被処理対象物とを加熱するために該処理対象物の裏面に設置された加熱手段を用いて加熱する加熱処理工程と、光照射装置から、加熱された処理対象物に対して、該真空処理室の上部開口部を形成する側壁の上面に固定して設置された光透過性隔壁を通して光を照射し、該処理対象物を処理する際に、該光透過性隔壁と該真空処理室の側壁上面との間に設けられた樹脂製のシール部材と、該光透過性隔壁と該シール部材との間又は該シール部材の表面に設けられた光エネルギー遮断部材とを備えているように構成されてなる光透過性隔壁部材を有する該光透過性隔壁を通して光を照射して該処理対象物上の膜を処理する膜処理工程とをこの順に有してなり、該加熱処理工程では、該処理対象物と該光透過性隔壁との間に設けられている遮断盤であって、該加熱手段からの熱を遮断する遮断盤により、該光透過性隔壁及び該光照射装置に伝わる該加熱手段からの熱を遮断して加熱することを特徴とする処理対象物の処理方法。
【請求項６】
前記遮断盤に開口が設けられていることを特徴とする請求項５記載の処理対象物の処理方法。
【請求項７】
前記光照射装置が、紫外線照射装置であることを特徴とする請求項５又は６記載の処理対象物の処理方法。
【請求項８】
前記光エネルギー遮断部材が、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ａｓ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ａｃ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ、Ｂｋ、Ｃｆ、Ｅｓ、Ｆｍ、Ｍｄ、Ｎｏ、及びＬｒから選ばれた金属の少なくとも１種、並びにこれら金属の少なくとも２種からなる合金から選ばれた少なくとも１種、並びにこれら金属の酸化物、窒化物、及びフッ化物から選ばれた化合物の少なくとも１種から構成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項記載の処理対象物の処理方法。
【請求項９】
処理対象物上に膜を形成する際に使用するための塗布装置と、請求項１〜４のいずれか１項に記載の真空処理装置と、該塗布装置を用いて塗布して形成された膜を有する処理対象物を真空処理室内へ搬入及び搬出するためのロード／アンロード室とを備えたことを特徴とする成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空処理装置、処理対象物の処理方法、及び成膜装置に関し、特に光透過性隔壁をシールするためのシール部材が紫外線照射を受けないようにするシール構造を備えた真空処理装置、この真空処理装置を用いる処理対象物の処理方法、及びこの真空処理装置を備えた成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の微細化・高集積化が進むにつれて、信号伝達遅延や消費電力の増大を抑制する必要がある。このため、配線間の容量を低減する目的で、配線膜として、低誘電率材料からなる層間絶縁膜を使用する技術が開発されている。【０００３】
低誘電率膜を作製する技術として、スピンコータにより、層間絶縁膜を作製するための低誘電率材料（例えば、Ｌｏｗ−ｋ材料）を処理対象物上に塗布して低誘電率膜を形成し、処理対象物を加熱すると共に低誘電率膜に紫外線を照射して硬化させ、十分な機械的強度を有する低誘電率膜を作製することが知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
また、ＣＶＤ装置により処理対象物上に低誘電率膜を堆積させ、処理対象物を加熱すると共に、堆積した低誘電率膜に紫外線を照射して硬化させ、十分な機械的強度を有する低誘電率膜を処理対象物上に作製することが知られている（例えば、特許文献２参照）。【０００５】
上記したようにして低誘電率膜を作製する場合、紫外線を照射して硬化させる工程は、処理対象物を加熱する機構及び真空処理室内の処理対象物に紫外線を照射する機構（紫外線照射装置）を備えた真空処理装置を用いて実施されている。この紫外線照射装置は、真空処理装置の外部に設置されているものもあり、この場合、真空処理室の上部の開口部に紫外線透過窓（例えば、石英窓等）が固定されて設置され、紫外線がこの透過窓を通して処理室内に載置される処理対象物上に照射されるように構成されている。この紫外線透過窓を固定して真空シールする場合、樹脂製のシール部材を使用している場合が多いが、このシール部材の劣化について配慮している技術はない。【０００６】
上記したように、紫外線照射等の光照射により処理対象物の表面を処理するために使用する真空処理装置では、石英からなる光透過性隔壁を用い、その隔壁を通して光照射を行っている。この石英は、硬く、塑性が強い材料であるため、一般的に、真空処理装置に光透過性隔壁を設ける場合のシール部材として、金属ガスケットのような硬い材料からなるものではなく、オーリングやテフロン（登録商標）リングのような柔らかくて弾性の強い樹脂製の材料からなるものが使用されている。このようなシール部材は、多くの場合、図１に示すような真空処理装置を構成する筐体１１の上部で、かつ光透過性隔壁１２の縁部の下側で、真空側に設置されており、主に光透過性隔壁１２にかかる大気圧を利用することで、光透過性隔壁１２を樹脂製のシール部材１３に押しつけて潰すことによりシールしている。図１において、１４はウェハ支持ステージ、１５は処理対象物のウェハである。【０００７】
しかし、真空処理装置の外部に設置した紫外線照射装置を用いて、この装置の上方に設けられた、上記樹脂製材料で真空シールされている光透過性隔壁である石英窓を通して装置内に載置された処理対象物に紫外線照射処理を行う真空処理装置の場合、以下のような問題がある。【０００８】
例えば、図２に示すような、筐体２１と、その上部開口部に設置された石英窓２２と、石英窓２２と筐体２１の上部との間で真空側に設置されているシール部材２３（例えば、オーリング等）とを有する真空処理装置であって、図１の場合と同様にシールされている装置において、この装置の外部の上方に設置した紫外線ランプのような紫外線照射装置２４から石英窓２２を通して、ステージ２５上に載置されている処理対象物のウェハ２６上に紫外線を照射すると、ウェハ２６だけでなく、樹脂製のシール部材２３にも紫外線が照射されてしまう。その結果、樹脂中の炭素−炭素結合等の結合が紫外線によって切断されて、樹脂が分解され、劣化してしまうという問題がある。さらに、樹脂の分解により生じる有機物の不純物が真空処理装置内に発生するので、装置内部や処理対象物を汚染させてしまうという問題もある。【０００９】
上記図２に示す真空処理装置において、紫外線照射装置を装置内部に設置すれば、石英窓を使用する必要もないので、上記のような問題は起こらないが、放電による装置内部における不純物汚染対策の面から、また、装置のメンテナンス性の悪さの面から、紫外線照射装置は真空処理装置の外部に設置することが好ましい。【００１０】
また、上記問題点の対策として、図２と同様な真空処理装置において、図３に示すように、筐体３１の上部開口部に設置された石英窓３２の大気側に、紫外線を一部遮断する遮断部材３７を設けることにより、樹脂製のシール部材（例えば、オーリング等）３３に紫外線が照射されないような方法が考えられる。図３において、３４は紫外線照射装置、３５はステージ、３６はウェハである。【００１１】
この場合、シール部材３３に紫外線が照射されないようにするためには、光透過性隔壁である石英窓３２の、それ相応の面積を遮断する必要がある。しかし、石英窓３２は大気圧の圧力に耐えられるだけの厚みが必要であるため、遮断面積が増大するに従い、紫外線透過面積が減少し、処理対象物であるウェハ３６上に到達する紫外線の光強度が低下し、照射光強度分布が悪化してしまうという問題がある。【００１２】
例えば、図３に示すように、遮断部材３７を設けて、シール部材３３に紫外線が照射されないようにするためには、石英窓３２を通過する紫外線は、線Ａ及びＢの範囲内になり、ウェハ３６上に到達する紫外線の光強度が低下してしまう。また、紫外線透過面積を大きくしようとして、筐体３１と石英窓３２とをスケールアップすると、コストアップになる上、石英窓３２の大気圧に対する十分な強度維持のためにも、その厚みを増やす必要があり、遮断すべき面積がさらに増大してしまい、ウェハ３６上に到達する紫外線の光強度がさらに低下してしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−４６２８号公報
【特許文献２】特開２００６−１６５５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、上述の問題点を解決することにあり、樹脂製のシール部材が紫外線照射のような光照射を受けないようにするシール構造を備えた真空処理装置、この真空処理装置を用いて行う処理対象物の処理方法、及びこの真空処理装置を備えた成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の真空処理装置は、真空処理室と、処理対象物を載置するためのステージと、該真空処理室と該処理対象物とを加熱するために該処理対象物の裏面に載置された加熱手段と、該真空処理室の上部開口部を形成する側壁の上面に固定して設置される光透過性隔壁と、該真空処理室の外部に光照射装置とを有する真空処理装置であって、該光透過性隔壁の下面縁部と該光透過性隔壁が設置される該真空処理室の側壁上面との間に設けられた樹脂製のシール部材と、該シール部材と該光透過性隔壁との間又は該シール部材の表面に設けられた光エネルギー遮断部材とを備え、該処理対象物と該光透過性隔壁との間に、該光透過性隔壁及び光照射装置への該加熱手段からの熱の伝達を遮断する遮断盤を備えていることを特徴とする。
【００１６】
前記遮断盤に開口が設けられていることを特徴とする。
上記真空処理装置において、光照射装置が、紫外線照射装置であることを特徴とする。
【００１７】
上記真空処理装置において、光エネルギー遮断部材が、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ａｓ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ａｃ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ、Ｂｋ、Ｃｆ、Ｅｓ、Ｆｍ、Ｍｄ、Ｎｏ、及びＬｒ等から選ばれた金属の少なくとも１種、並びにこれら金属の少なくとも２種からなる合金から選ばれた少なくとも１種、並びにこれら金属の酸化物、窒化物、及びフッ化物から選ばれた化合物の少なくとも１種から構成されていることを特徴とする。【００１８】
本発明の処理対象物の処理方法は、真空処理室内に載置された、表面に膜が形成された処理対象物を、該真空処理室と該被処理対象物とを加熱するために該処理対象物の裏面に設置された加熱手段を用いて加熱する加熱処理工程と、光照射装置から、加熱された処理対象物に対して、該真空処理室の上部開口部を形成する側壁の上面に固定して設置された光透過性隔壁を通して光を照射し、該処理対象物を処理する際に、該光透過性隔壁と該真空処理室の側壁上面との間に設けられた樹脂製のシール部材と、該光透過性隔壁と該シール部材との間又は該シール部材の表面に設けられた光エネルギー遮断部材とを備えているように構成されてなる光透過性隔壁部材を有する該光透過性隔壁を通して光を照射して該処理対象物上の膜を処理する膜処理工程とをこの順に有してなり、該加熱処理工程では、該処理対象物と該光透過性隔壁との間に設けられている遮断盤であって、該加熱手段からの熱を遮断する遮断盤により、該光透過性隔壁及び該光照射装置に伝わる該加熱手段からの熱を遮断して加熱することを特徴とする。
【００１９】
上記処理対象物の処理方法において、遮断盤に開口が設けられていることを特徴とする。
上記処理対象物の処理方法において、光照射装置が、紫外線照射装置であることを特徴とする。
【００２０】
上記処理対象物の処理方法において、光エネルギー遮断部材が、上記した材料から構成されていることを特徴とする。【００２２】
本発明の成膜装置は、処理対象物上に膜を形成する際に使用するための塗布装置と、上記真空処理装置と、該塗布装置を用いて塗布して形成された膜を有する処理対象物を真空処理室内へ搬入及び搬出するためのロード／アンロード室とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、樹脂製のシール部材が紫外線等の光の照射を受けないようになり、その結果、樹脂中の炭素−炭素結合等の結合が光エネルギーによって切断されて樹脂が分解されることもないので、樹脂の劣化という問題が解決され、また、樹脂の分解により生じる有機物の不純物が真空処理装置内に発生することもないので、装置内部や処理対象物を汚染させてしまうという問題も解決されるという効果を奏することができる。【００２５】
本発明によればまた、特定のシール構造を採用したので、紫外線等の光の透過面積が減少することもなく、処理対象物上に到達する光の強度が低下し、照射光強度分布が悪化してしまうこともないという効果を奏することができ、そして装置コストも従来と変わらないという効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来の真空処理装置の構成の一例を模式的に示す概念図。
【図２】従来の真空処理装置の構成の別の例を模式的に示す概念図。
【図３】従来の真空処理装置の構成のさらに別の例を模式的に示す概念図。
【図４】本発明の真空処理装置の構成の一実施の形態を模式的に示す概念図。
【図５】本発明の成膜装置の構成の一実施の形態を模式的に示す概念図。
【図６】本発明の関連発明の真空処理装置の構成の一実施の形態を模式的に示す概念図。
【図７】本発明の関連発明の真空処理装置の構成の別の実施の形態を模式的に示す概念図。
【図８】本発明の関連発明の真空処理装置の構成のさらに別の実施の形態を模式的に示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図４及び５を参照して説明する。説明の便宜上、光照射装置として紫外線照射装置を用い、光透過性隔壁として石英窓を用い、光エネルギー遮断部材として紫外線遮断部材を用い、処理対象物としてウェハを用いた場合を例に取って説明する。
【００２８】
本発明に係る真空処理装置の実施の形態を示す図４によれば、この真空処理装置は、筐体である真空処理室４１と、ウェハ４２を載置するためのステージ４３と、ステージ４３の下方に設置されたウェハ４２を所定の温度に加熱するためのランプ手段のような加熱手段（図示せず）と、真空処理室４１の上部開口部を形成する側壁の上面に固定して設置される光透過性隔壁（石英窓）４４（その形状に制限はないが、例えば角形状や、円盤状等を挙げることができる）、すなわち真空処理室４１の側壁の上面部の少なくとも一部（例えば、真空側の縁部）に固定して設置される石英窓４４と、真空処理室４１の外部に紫外線ランプのような紫外線照射装置（光照射装置）４５とを有する真空処理装置であって、石英窓４４の下面縁部と石英窓４４が設置される真空処理室４１の側壁上面との間に設けられた樹脂製のシール部材４６と、このシール部材に紫外線が照射されないようにシール部材４６の上部（すなわち、シール部材４６と石英窓４４との間）又はシール部材４４の表面に設けられた光エネルギー遮断部材（紫外線遮断部材）４７とを備えてなる。上記石英窓４４の下面縁部は、真空処理室４１の側壁の上面部の一部の真空側に設置されていても、側壁の全上面部に設置されていてもよく、また、図示したように、石英窓４４の側面と対向している真空処理室４１の側壁の上面と、石英窓４４の上面部とが面一になるように設置されていてもよい。
【００２９】
上記したように、シール部材４６及び紫外線遮断部材４７を介して、石英窓４４の下面縁部が真空処理室４１の側壁の上面部の少なくとも一部に固定され、このようなシール構造を備えていることにより、真空処理室４１を真空封止できる。
【００３０】
上記紫外線遮断部材４７は、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ａｓ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ａｃ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ、Ｂｋ、Ｃｆ、Ｅｓ、Ｆｍ、Ｍｄ、Ｎｏ、及びＬｒ等から選ばれた金属の少なくとも１種（金属混合物を含む）、並びにこれら金属の少なくとも２種からなる合金から選ばれた少なくとも１種、並びにこれら金属の酸化物、窒化物、及びフッ化物から選ばれた化合物の少なくとも１種から構成されている。
【００３１】
図４に示す真空処理装置を用いれば、装置外部の上方に設置した紫外線ランプのような紫外線照射装置４５から石英窓４４を通して、ステージ４３上に載置されているウェハ４２表面上に紫外線を照射でき、表面に各種膜が形成されているウェハ４２を処理することができる。この場合、紫外線はウェハ４２だけに照射される。樹脂製のシール部材４６については、紫外線遮断部材４７により遮断されるため、紫外線が照射されることはない。その結果、上記したように、樹脂中の炭素−炭素結合等の結合が紫外線によって切断されて、樹脂が分解され、劣化してしまうということはない。そのため、樹脂の分解により生じる有機物の不純物が真空処理装置内に発生することはなく、装置内部や処理対象物を汚染させることもない。
【００３２】
上記シール部材は、フッ素樹脂（例えば、テフロン（登録商標）等）、フッ素ゴム、ニトリルゴム、シリコンゴム、クロロプレンゴム等から作製されたもので良く、フッ素樹脂製のシール部材としては、例えばカルレッツ（登録商標）シール部材等を挙げることができる。
【００３３】
上記紫外線遮断部材は、蒸着法、スパッタリング法、溶射法、浸漬法等を含めて紫外線遮断膜を形成する既知の条件下で作製できる。例えば、具体的には、紫外線を透過させたい部分をマスクした石英窓を真空雰囲気中に導入し、Ａｌを蒸着法によって１００ｎｍ成膜することにより作製できる。膜厚の下限及び上限については特に制限はなく、下限としては、紫外線を遮断できる程度の膜厚であれば良く、上限としては、シール効果が損なわれない範囲であれば良い。
【００３４】
本発明に係る処理対象物の処理方法の実施の形態によれば、この処理方法は、図４に示された真空処理装置を用いて行うことができる。すなわち、真空処理室４１内に載置された、低誘電率膜等の薄膜が形成されているウェハ４２に対して、紫外線照射装置４５から真空処理室４１に設けられた石英窓４４を通して紫外線を照射し、ウェハ４２表面の薄膜を処理する際に、石英窓４４の下面縁部と石英窓４４が設置された真空処理室４１の側壁の上面部との間に設けられたシール部材４６と、このシール部材に紫外線が照射されないようにシール部材４６の上部（すなわち、シール部材４６と石英窓４４の下面縁部との間）又はその表面に設けられた紫外線遮断部材４７とを備えてなるシール構造により、真空処理室４１を真空封止できるように構成されている石英窓部材の石英窓を通し、ウェハ４２の表面に紫外線照射を行うことによりウェハ上の薄膜を処理する方法である。
【００３５】
上記処理対象物の処理方法において、紫外線遮断部材４７は、上記した材料から構成されてなる。
【００３６】
上記したように構成された石英窓部材を用いることにより、ウェハ４２を処理する際に、紫外線はウェハ４２だけに照射され、樹脂製のシール部材４６に接して紫外線遮断部材４７を設けたために、このシール部材には紫外線が照射されることはない。その結果、上記したように、処理工程中に、樹脂中の炭素−炭素結合等の結合が紫外線によって切断されて、樹脂が分解され、劣化してしまうということはない。そのため、樹脂の分解により生じる有機物の不純物が真空処理装置内に発生することはなく、装置内部やウェハを汚染させることもない。
【００３７】
本発明に係る処理対象物の処理方法について、処理対象膜として低誘電率膜を用い、この膜を硬化処理する場合についてより具体的に示せば、以下の通りである。
【００３８】
この処理方法は、例えば、まず、既知の低誘電率材料（例えば、株式会社アルバック製の塗布液：ＵＬＫＳ（登録商標））の塗布液を、スピンコータにより、所定の回転数で、ウェハ上に塗布する。この塗布方法には制限はなく、均一に塗布できるものであれば、通常用いる方法で良い。塗布液が均一に塗布されたウェハを低温（例えば、７０〜１５０℃程度）で焼成した後、低誘電率膜が表面に形成されたウェハを真空処理装置内に搬送し、ランプ加熱手段のような加熱手段によりウェハが所定の温度（例えば、３５０℃）に加熱されている状態で、このウェハに対して紫外線照射装置から紫外線を照射して低誘電率膜を硬化せしめ、所定の機械的強度を有する膜を形成することができる。
【００３９】
上記のようにして低誘電率膜を得た後、さらに所望により、この低誘電率膜上に他の膜を積層したり、この低誘電率膜を処理したりする工程へと進む。
【００４０】
本発明に係る成膜装置の実施の形態を示す図５によれば、この成膜装置は、ウェハ上に低誘電率膜等のような薄膜を形成する際に使用するための塗布装置５１と、図４に示す真空処理装置５２と、塗布装置５１で塗布して形成された薄膜を表面に有するウェハを真空処理室内へ搬入及び搬出するためのロード／アンロード室（Ｌ／ＵＬ室）５３とを備えてなり、このロード／アンロード室５３に格納されているウェハは、搬送ロボットが設置されている搬送室５４を経て真空処理装置５２へと搬入され、そこで薄膜を処理した後、ロード／アンロード室（Ｌ／ＵＬ室）５３へ搬出される。
【００４１】
上記のようにして薄膜を処理した後、所望によりさらにこの膜上に他の薄膜を形成させたり、又は他の処理を行ったりする場合には、そのような薄膜形成工程や他の処理工程を行う１つ又は複数の装置５５を搬送室５４の周りに配置し、搬送室５４内の搬送ロボットにより、搬入／搬出を行って、それぞれの処理を行うことができるように構成することができる。
【００４２】
図４に示す真空処理装置について、説明の便宜上、光エネルギー源として紫外線照射装置、光透過性隔壁として紫外線透過窓である石英窓、光エネルギー遮断部材として紫外線遮断部材を例に挙げて説明したが、この他に、マイクロ波発生装置、赤外線照射装置、Ｘ線発生装置、レーザー発生装置、可視光発生装置等の光エネルギー源、石英窓以外のガラス材料、サファイア、ＣａＦ２、ＭｇＦ２等の光透過性隔壁、紫外線遮断部材以外の上記した金属、合金、酸化物、窒化物、フッ化物等からなる光エネルギー遮断部材を適用しても同様の処理が可能な真空処理装置を構成できる。また、この真空処理装置について、スピンコータにより表面に低誘電率材料を塗布し、低誘電率膜が形成された処理対象物を処理する装置を例として具体的に説明したが、この装置は、ＣＶＤ装置等の成膜装置により低誘電率膜その他の膜が形成された処理対象物の処理に適用することも可能である。他にも、膜が形成されていない基板表面自体の処理にも適用可能である。
【００４３】
本発明の真空処理装置を用いて実施し得る処理方法としては、上記以外に、真空中での紫外線照射による処理として、次のような適用が可能である。例えば、（１）上記した低誘電率材料を用いた場合、空孔を導入して、低誘電率と共に低屈折率の膜を作製することができ、（２）ナノサイズパターンの石英等をレジストなどに押しつけた状態で紫外線照射（＋熱）して固め、剥がしてパターン転写することにより、気泡が入らないか入り難いパターンを作製することができ、（３）紫外線照射により、基板表面の有機物を除去してクリーニングすることや、基板表面の密着性を向上せしめること等の基板表面の改質ができ、また、（４）特に大気に曝したくないものに関しては、真空一貫で紫外線照射により基板をクリーニングした後で密着性良く成膜することができる。
【００４４】
以下、上記した本発明の関連発明について、また、その関連発明による上記したシール構造による効果との相乗効果について説明する。説明の都合上、処理する薄膜としては低誘電率膜を例にとって説明するが、本発明と同様に、その膜に限定されるわけではない。
【００４５】
上記関連発明の真空処理装置は、上記した本発明のシール構造に加えて、さらに、真空処理室の内部に設けられ、この真空処理室の内部及び処理対象物を加熱して、所定の温度分布に保つための熱源と、光照射装置（例えば、紫外線照射装置）からの光（例えば、紫外線等の光エネルギー源）を透過させる窓部材である光透過性隔壁（例えば、石英窓のような紫外線透過性隔壁）に対向して、真空処理室の内部に設けられた、熱源からの熱を遮断する遮断部材Ａとを備えている。遮断部材以外は、本発明の真空処理装置の構成と同じである。
【００４６】
これにより、上記したシール構造による効果に加えて、以下述べるような効果を達成できる。以下説明する別の真空処理装置の場合も同様である。
【００４７】
すなわち、ウェハのような処理対象物が存在しない状態で、すなわち処理対象物の処理前の予備加熱として熱源により加熱を行う際に、光透過性隔壁やこの隔壁を通しての紫外線等の光エネルギー源への熱の影響を遮断部材Ａで遮断することができ、処理対象物を加熱すると共に光エネルギー源からのエネルギーを与える際に、真空処理室の上記隔壁や光エネルギー源への熱の影響をなくし、必要な予備加熱だけを行うことが可能になる。また、遮断部材Ａを上記隔壁に対向して設けるため、少なくとも隔壁に対する熱源からの熱を遮断することができる。さらに、光透過性隔壁に対する熱を遮断部材Ａで遮断することで、この隔壁の固定部と真空処理室との熱膨張差による変形に伴うクラックの発生を防止することができる。
【００４８】
また、上記真空処理装置において、真空処理室は円筒状であり、真空処理室の上部開口部に上記隔壁が天井部材として固定されて配置され、この隔壁の大気側に光照射装置が設けられ、処理対象物を支持するステージが真空処理室の内部に設けられ、このステージの下方に上記熱源が設けられ、上記遮断部材Ａは円盤状に形成されてステージの上部に設けられていてもよい。
【００４９】
このように構成することにより、上記隔壁や隔壁を通しての光照射装置への熱源からの熱の影響を遮断部材Ａで遮断することができ、処理対象物を加熱すると共に光を照射するに際し、隔壁や光照射装置への熱の影響をなくし、必要な予備加熱だけを行うことができる。この隔壁としては、例えば、角型状や円盤状のものを挙げることができる。
【００５０】
上記熱源はランプ加熱手段であっても良く、上記ステージの下部に設けられている。このように、ランプ加熱手段を用いて真空処理室の内部の温度を昇温させることで基板を加熱するので、加熱手段を基板に接触させることなく基板を加熱することができる。
【００５１】
さらに、上記遮断部材Ａには、中央部に円形の開口が形成され、主に上記隔壁の周縁部に対する熱が遮断されるように構成されていても良い。このように、中央部に円形の開口が形成された遮断部材Ａを用いることで、金属製の真空処理室における上記隔壁の周縁の固定部に対する熱の影響を低減することができ、熱膨張率の差による変形により隔壁の周縁にクラックが発生することを防止して、真空処理室の上記隔壁や光照射手段への熱の影響をなくすことができる。
【００５２】
さらにまた、上記遮断部材Ａには、複数の小穴が形成され、前記処理室の内部の温度が維持されて熱が遮断されるように構成されていてもよい。このように、複数の小穴が形成された遮断部材Ａを用いることで、真空処理室内の温度を制御して、真空処理室上部の上記隔壁や光照射装置への熱の影響をなくすことができる。
【００５３】
さらにまた、例えば、上記処理対象物に低誘電率膜用組成物を塗布して、低誘電率膜を形成する場合、この膜に対して光照射装置からの光を照射すると共に、上記熱源による加熱によって、この低誘電率膜を硬化処理することができる。この硬化処理の際に、真空処理室の上記隔壁や光エネルギー源への熱の影響をなくし、必要な予備加熱だけを行うことが可能になる。
【００５４】
上記した遮断部材Ａを備えた真空処理装置を用いて行う処理対象物の処理方法によれば、低誘電率膜用組成物が塗布された処理対象物を加熱すると共に、この低誘電率膜用組成物から得られた薄膜に対して、真空処理室の外部から紫外線等の光を照射することで、処理対象物表面に改質された薄膜を形成する処理方法において、処理対象物の処理を行う時を除き、光照射装置の照射源及び真空処理室の光透過部位に対し、真空処理室の内部を加熱する際の熱を遮断するものである。この場合、例えば低誘電率膜を硬化させて改質された薄膜を形成する際に、光透過部位や光照射処置への熱の影響をなくし、必要な予備加熱だけを行うことができる。
【００５５】
本発明の関連発明の成膜装置は、処理対象物に低誘電率膜用組成物を塗布する塗布装置と、この塗布装置を用いて組成物を塗布し、低誘電率膜を形成したものを搬入し、例えば硬化処理することができる上記した真空処理装置（すなわち、以下具体的に説明する図６〜８に示す真空処理装置）と、塗布装置で塗布して形成された薄膜を有する処理対象物を真空処理室内へ搬入及び搬出するためのロード／アンロード室とを備えてなる。この真空処理装置は、処理工程で、真空処理室や光エネルギー源への熱の影響をなくし、必要な予備加熱だけを行うことができるものである。
【００５６】
上記した真空処理装置は、処理対象物を加熱すると共に光エネルギー源からのエネルギーを与える処理に際し、真空処理室の光透過性隔壁やエネルギー源への熱の影響をなくし、必要な予備加熱だけを行うことが可能になる。また、上記処理方法によれば、低誘電率膜を硬化させる際に、光透過部位や光照射装置への熱の影響をなくし、必要な予備加熱だけを行うことが可能になる。さらに、上記成膜装置は、低誘電率膜を硬化させる際に、真空処理室や光エネルギー源への熱の影響をなくし、必要な予備加熱だけを行うことが可能になる。
【００５７】
次に、上記した関連発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００５８】
図６を参照して、改質された低誘電率膜を処理対象物上に作製する真空処理装置について具体的に説明する。図６では、上記した遮断部材Ａを有する真空処理装置の一例について、その全体の側面側からの模式的断面状態を示す。なお、図６と図４とは、作図上の相違はあるが、基本的には、遮断部材の有無などの点で異なるだけであり、他の構成要素はほぼ同じである。
【００５９】
図６に示すように、真空処理装置は、図４の場合と同様に、上部が開口した円筒状の金属製の真空処理室６１を備えており、真空処理室６１の上部には開口部６２が形成されている。真空処理室６１の上部開口部６２には円盤状の石英窓６３が配置され、石英窓６３の下面縁部が樹脂製のシール部材（例えば、オーリング等）６４を介して真空処理室６１の側壁上面の少なくとも一部（図６では側壁上面の縁部６２ａ）上に固定されている。このシール部材６４の上部（すなわち、石英窓６３とシール部材６４との間）又はシール部材６４の表面には、図示していないが、図４の場合と同様に、紫外線遮断部材が設けられている。真空処理室６１の内部は、図示しない真空排気系により所定の真空状態に排気される。
【００６０】
真空処理室６１の側壁には搬送口６５が設けられ、搬送口６５を介して処理対象物６６の搬入・搬出が行われる。真空処理室６１は、処理対象物を載置して支持するステージ６７を備え、ステージ６７は昇降自在に構成されている。ステージ６７には保持部材６８が設けられ、この保持部材により処理対象物６６が所定の位置に規制されて保持される。
【００６１】
ステージ６７の下部には熱源となるランプ加熱手段としてランプヒータ６９が設けられ、このランプヒータにより真空処理室６１の内部と処理対象物６６とが加熱され、所定の温分布に保たれる。
【００６２】
真空処理室６１内部にはリフレクタ７０が設けられていてもよく、その場合、処理対象物６６の搬送口６５からの搬入・搬出の経路を避けた状態で、ステージ６７がランプヒータ６９と共に側方及び下方からリフレクタ７０に覆われている。
【００６３】
また、石英窓６３の上方には紫外線照射装置７１が設けられ、低誘電率膜を表面に有する処理対象物６６に対し、紫外線照射装置７１から石英窓６３を通して紫外線が照射され、処理される。
【００６４】
ステージ６７より上方における真空処理室６１の内壁の同一高さの複数個所に支持材７２が固定されて設けられ、支持材７２には遮断部材Ａとしての円盤状の遮断盤７３が載置されている。遮断盤７３は真空処理室６１を予備加熱する際に搬送口６５を介して真空処理室６１の内部に搬入される。この遮断盤により、ランプヒータ６９により真空処理室６１を昇温する際に、石英窓６３及び紫外線照射装置７１への熱の伝達を遮断する。
【００６５】
遮断盤７３は、耐熱温度が高く、熱膨張性が低く、比重が低く、安価な材料で作製され、例えば、アルミナ、ＳｉＣ、ＳｉＮ等のセラミックスやＴｉ等の金属で作製される。
【００６６】
上記真空処理装置では、ランプヒータ６９により低誘電率膜を表面に有する処理対象物６６が所定の温度（例えば、３５０℃）に加熱され、紫外線照射装置７１から石英窓６３を通して紫外線が処理対象物６６上に照射される。紫外線を照射することにより、低誘電率膜を硬化せしめ、十分な機械的強度を有する低誘電率膜を処理対象物上に作製する。
【００６７】
紫外線を処理対象物に対して照射するのに先立ち、ランプヒータ６９により真空処理室６１を昇温して、処理室内部に設置されている冶具や処理室内を所定の温度に予備加熱する。この時、支持材７２上に載置されている遮断盤７３が、石英窓６３及び紫外線照射装置７１への熱の伝達を遮断する。これにより、石英窓６３及び紫外線照射装置７１が、真空処理室６１を加熱するための熱の影響を受けることがなくなり、遮断盤７３の下方の雰囲気の温度を必要な状態に均一に保つことができる。
【００６８】
予備加熱を実施する際に、石英窓６３及び紫外線照射装置７１は熱の影響を受けることがないので、過熱状態になる虞がなく、金属製の真空処理室６１における石英窓６３の縁部の固定部（すなわち、開口部６２における側壁上面の縁部６２ａ上の固定部）に対する熱の影響を低減することができ、熱膨張率の差に基づく変形により石英窓６３の周縁にクラックが発生することが防止される。また、紫外線照射装置７１が熱に曝されることがなくなり、熱損傷が生じることがなくなる。
【００６９】
このため、真空処理室６１の予備加熱を十分に実施することが可能になり、低誘電率膜の硬化処理を効率よく行うことができる。また、紫外線照射装置７１が熱に曝されることがないので、紫外線照射装置７１側での熱の対策を簡素化することができる。熱源としてランプヒータ６９を用いている場合、熱源が処理対象物６６に接触することがなく、コンタミ等が発生する虞がない。
【００７０】
従って、硬化により低誘電率膜を形成する際に、石英窓６３や、紫外線照射装置７１への熱の影響をなくして必要な予備加熱を行うことが可能になる。
【００７１】
次に、図７を参照して本発明の関連発明の真空処理装置の別の例について説明する。
【００７２】
図７には、真空処理装置の全体の側面側からの模式的断面状態を示してある。尚、この真空処理装置は、上記した図６に示す真空処理装置とは遮断盤の形状が異なるだけであるので、同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００７３】
ステージ６７より上方における真空処理室６１の内壁の同一高さの複数個所には支持材７２が固定されて設けられ、支持材７２には遮断部材Ａとしての遮断盤７４が載置されている。遮断盤７４は、円盤状で中央部に円形の開口７５が形成されている。遮断盤７４は、真空処理室６１を予備加熱する際に搬送口６５を介して真空処理室６１の内部に搬入される。この遮断盤により、ランプヒータ６９により真空処理室６１を昇温する際に、石英窓６３、特に石英窓６３の周縁部である真空処理室６１の上部開口部の固定部、及び紫外線照射装置７１への熱の伝達を遮断する。
【００７４】
このような遮断盤７４を設けることにより、予備加熱を実施する際に、石英窓６３の周縁部位は熱の影響を受けることがないので、過熱状態になる虞がなく、金属製の真空処理室６１の上部開口部に設置された石英窓６３の周縁の固定部に対する熱の影響を大幅に低減することができ、熱膨張率の差に基づく変形により石英窓６３の周縁にクラックが発生することが確実に防止される。また、遮断盤７４には開口７５が形成されているので、真空処理室６１の全体の雰囲気を均一に昇温させることもできる。
【００７５】
このため、石英窓６３の周縁のクラック発生を防止すると同時に、真空処理室６１の内部の全体に亘り加熱を均一に行うことができる。紫外線照射装置７１として熱の対策が施されたものが使用されている場合、石英窓６３のクラック発生の防止に特化して軽量の遮断盤７４を設けることができ、石英窓６３の周縁のクラック発生を確実に防止した状態で予備加熱を実施することができる。
【００７６】
上記した図６及び７に示す真空処理装置では、遮断盤７３、遮断盤７４を支持材７２に載置した例を挙げて説明したが、支持材を使用せずに、これらの遮断盤を処理対象物６６の保持部材６８に保持させることも可能である。また、リフレクタ７０の上縁部分に載置することも可能である。
【００７７】
尚、遮断盤は、その形状が円盤状で外周部位の厚さが中心部位の厚さに対して厚くなった遮断盤であっても良く、外周部の厚さを厚くした遮断盤を設けることで、金属製の真空処理室６１における石英窓６３の周縁の固定部に対する熱の影響を確実に低減することができ、遮断盤の下側を均一に昇温させて予備加熱を実施することができる。
【００７８】
また、遮断盤は、その形状が円盤状で複数の小穴が形成された遮断盤であっても良く、このように小穴が形成された遮断盤を設けることで、真空処理室６１の全体の雰囲気の昇温制御をより容易に行うことができる。
【００７９】
次に、図８を参照して本発明の関連発明の真空処理装置のさらに別の例について説明する。
【００８０】
図８には、真空処理装置の全体の側面側からの断面状態を示してある。尚、この真空処理装置は、上記した図６及び７に示す真空処理装置とはステージの構成が異なるだけであるので、同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００８１】
図８に示すように、真空処理室６１の内部にはステージ６７が設けられ、ステージ６７は昇降自在に構成されている。ステージ６７の上面には熱源としてのホットプレート７６が設けられている。ホットプレート７６上には処理対象物６６が直接載置され、この処理対象物の背面が所定の温度に加熱されるように構成されている。そして、図６及び７におけるランプヒータ６９は設けられていない。
【００８２】
図８に示すようなホットプレート７６を備えた真空処理装置であっても、上記した図６及び７の場合と同様に、石英窓６３及び紫外線照射装置７１が熱の影響を受けることはない。
【００８３】
図６〜８に示す真空処理装置について、説明の便宜上、光エネルギー源として紫外線照射装置、光透過性隔壁として紫外線透過窓である石英窓、光エネルギー遮断部材として紫外線遮断部材を例に挙げて説明したが、この他に、マイクロ波発生装置、赤外線照射装置、Ｘ線発生装置、レーザー発生装置、可視光発生装置等の光エネルギー源、石英窓以外のガラス材料、サファイア、ＣａＦ２、ＭｇＦ２等の光透過性隔壁、紫外線遮断部材以外の上記した金属、合金、酸化物、窒化物、フッ化物等からなる光エネルギー遮断部材を適用しても同様の処理が可能な真空処理装置を構成できる。
【００８４】
また、これらの関連発明の真空処理装置について、スピンコータにより表面に低誘電率材料を塗布し低誘電率膜が形成された処理対象物を処理する装置として説明したが、これらの装置は、ＣＶＤ装置等の成膜装置により低誘電率膜その他の膜が形成された処理対象物の処理に適用することも可能である。他にも、膜が形成されていない基板表面自体の処理にも適用可能である。
【００８５】
上記関連発明の真空処理装置を用いて実施し得る処理方法としては、上記した本発明の真空中での紫外線照射による各種処理が適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明によれば、特定のシール構造を採用することにより、樹脂製のシール部材が紫外線等の光の照射を受けないようにしたので、樹脂の劣化という問題がなくなり、樹脂の分解により生じる有機物不純物が真空処理装置内に発生して装置内部や処理対象物を汚染させることもなくなった。従って、真空処理室内で光照射により処理を行う真空処理装置を用いる各種産業分野で利用可能であり、例えば、低誘電率膜を作製する産業分野で利用可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１１  筐体                              １２  光透過性隔壁
１３  シール部材                        １４  ステージ
１５  ウェハ                            ２１  筐体
２２  石英窓                            ２３  シール部材
２４  紫外線照射装置                    ２５  ステージ
２６  ウェハ                            ３１  筐体
３２  石英窓                            ３３  シール部材
３４  紫外線照射装置                    ３５  ステージ
３６  ウェハ                            ３７  遮断部材
４１  真空処理室                        ４２  ウェハ
４３  ステージ                          ４４  光透過性隔壁（石英窓）
４５  光照射装置（紫外線照射装置）      ４６  シール部材
４７  紫外線遮断部材（光エネルギー遮断部材）
５１  塗布装置                          ５２  真空処理装置
５３  ロード／アンロード室              ５４  搬送室
５５  装置                              ６１  真空処理室
６２  開口部                            ６２ａ  縁部
６３  石英窓                            ６４  シール部材
６５  搬送口                            ６６  処理対象物
６７  ステージ                          ６８  保持部材
６９  ランプヒータ                      ７０  リフレクタ
７１  紫外線照射装置                    ７２  支持材
７３  遮断盤                            ７４  遮断盤
７５  開口                              ７６  ホットプレート
Ａ  遮断部材
【図１】
0005409903.tif 000002
【図２】
0005409903.tif 000003
【図３】
0005409903.tif 000004
【図４】
0005409903.tif 000005
【図５】
0005409903.tif 000006
【図６】
0005409903.tif 000007
【図７】
0005409903.tif 000008
【図８】
0005409903.tif 000009